利用智能手机磁传感器研究单摆运动

doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200388

大学物理 ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (3): 33-37.doi: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.200388

利用智能手机磁传感器研究单摆运动

王锦辉，孙存英，周红，王宇兴

上海交通大学物理与天文学院，上海200240

收稿日期:2020-08-31 修回日期:2020-09-23 出版日期:2021-03-20 发布日期:2021-03-22
作者简介:王锦辉( 1969—) ，男，江苏淮安人，上海交通大学物理与天文学院副教授，博士，主要从事大学物理实验教学.
基金资助:
上海交通大学2020 年教育教学研究项目( JYJX20 0110) 资助

Analysis of the simple pendulum with smartphone magnetic sensor

WANG Jin-hui，SUN Cun-ying，ZHOU Hong，WANG Yu-xing

College of Physics and Astronomy，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China

Received:2020-08-31 Revised:2020-09-23 Online:2021-03-20 Published:2021-03-22

摘要/Abstract

摘要： 本文基于Phyphox 手机App，利用智能手机中的磁传感器( 电子罗盘) 研究磁性单摆运动.结果表明，不同最大摆角

测量出来的磁感应强度随时间变化规律不同.只有最大摆角小于1°时，单摆才可看作简谐振动.不同最大摆角的磁感应强度随

时间变化曲线可以用磁偶极子模型结合大角度单摆公式来描述.利用磁传感器测量的当地重力加速度为9.868m/s2，由于磁性

摆空气阻尼较小，测得的实验误差仅为0.8%.

关键词: 单摆, Phyphox, 智能手机, 磁偶极子, 空气阻尼

Abstract: The magnetic sensor ( electronic compass) in the smartphone is used to study the magnetic simple

pendulum based on the Phyphox APP. The results showed that the behavior of magnetic induction with time varies

with different amplitude angles. Only when the amplitude angle is less than 1°，the simple harmonic vibration of the

simple pendulum could occur. The curve of magnetic induction via time at different amplitude angles can be described

by magnetic dipole model combined with large angle pendulum formula. The local gravity acceleration measured

by the smartphone magnetic sensor is 9.868 m/s2 . Due to the small air damping of the magnetic pendulum，the

experimental error is only 0.8%.

Key words: simple pendulum, Phyphox, smartphone, magnetic dipole, air damping

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